隧道通风

一、隧道通风目的：1、隧道内污染的形成●施工期间：爆破、施工设备、瓦斯●运营期间：汽车排放出的废气，CO和烟雾●隧道内突发事件的产生：火灾、消防、交通混乱2、隧道通风设计要考虑的主要问题●空气中有害物质的容许浓度：人的忍受程度、行车安全视距●需风量计算问题：交通量和排放量●判断自然通风的能力●机械通风方式的讨论●通风方式及通风设备选择：经济性和耐久性二、空气中有害物质容许浓度确定隧道内污染空气中有害物的设计浓度需要研究的问题●对汽车排放CO量的研究●对汽车排放烟雾量及透明度的研究●人在污染空气中的适应能力●分别研究CO设计浓度和烟雾设计浓度三、需风量计算1、按稀释CO浓度计算新风量2、按稀释烟雾浓度计算新风量3、需风量的取值①CO的排放量计算nmmmivhdaCOCOfNLffffqQ16)(106.31其中：是隧道全长CO排放量；是CO基准排放量m3／辆km，可取0.01；为考虑CO的车况系数，对高速公路、一级公路取1.0，对二、三、四级公路取1.1～1.2；是车密度系数，与车速有关，按表8.6取值；是考虑CO的海拔高度系数，按图8.3.1取值；为相应车型的设计交通量（辆/h）；为考虑CO的车型系数，按表8-7取值；为考虑CO的纵坡-车速系数，按表8.8取值；为车型类别数。L为隧道长度，mCOQCOqafdfhfmNmfivfn②稀释CO到容许浓度的新风量计算600)(10TTppQQCOCOreq600)(10TTppQQCOCOreq式中：为隧道全长稀释CO的需风量；标准大气压取101.325；是隧址设计气压；是标准气温K，取273；为隧道夏季的设计气温K。是CO设计浓度。)(COreqQ)/(3sm0p)/(2mkN0Tp)/(2mkNT2、按稀释烟雾浓度计算新风量烟雾排放量是以柴油车作为计算依据，当交通流组成柴油车比例大到某一限度以后，烟雾危害超过CO危害，因此，根据烟雾排放量计算所需通风量成为重要问题。⑴烟雾排放量计算DnmVImmVIIVVIhdVIaVIVIfNffffqQ1)()()()(6)(106.31DnmVImmVIIVVIhdVIaVIVIfNffffqQ1)()()()(6)(106.31其中：是隧道全长烟雾排放量（）；为烟雾基准排放量辆km)，可取2.5辆km)；为考虑烟雾的车况系数，对高速公路、一级公路取1.0，对二、三、四级公路取1.2～1.5；是考虑烟雾的海拔高度系数，按图8.3.2取值；为考虑烟雾的纵坡-车速系数，按表8.3.4取值；是考虑烟雾的车型系数，按表8.3.5取值；是柴油车车型类别系数；VIQVIq)(VIaf)(VIhf)(VIIVf)(VImfDn/(3m/(3m)/(3sm⑵稀释烟雾到容许浓度所需的新风量计算所需新鲜风量按下式计算KQQVIVIreq)(为隧道全长稀释烟雾的需风量（）；为烟雾设计浓度（）)(VIreqQKsm/31m3需风量的取值VIreqCOreqreqQQQ,max四、通风方式及其选择（一）、通风方式通风方式按车道空间的空气流动方式自然通风自然风机械通风交通风(活塞风)一般不稳定交通量有关(车速等)纵向通风半横向通风全横向通风组合通风1、自然通风自然风的变化是复杂而不稳定的，用它来作为通风计算的依据，其可靠性自然很差。但是作为机械通风时的辅助作用，却不应忽视，至少可以调节通风机的转数，有利于节能。是否设置通风机的经验判定⑴双向交通隧道5106LN（双向交通）⑵单向交通隧道51020LN（单向交通）式中：L为隧道长度（m）；N为设计交通量（辆/h）2、纵向通风纵向式通风是从一个洞口直接引进新鲜空气，由另一洞口把污染空气排出的方式，与自然通风的原理是相同的（1）射流式通风：在车道空间上方吊设射流风机，用以升压，进行通风的方式●对于双向交通，适用于1000m以下的隧道；●对于单向交通，可达２000m左右。●优点：设备费少、经济；●缺点：噪音大（2）有竖井的纵向式通风：纵向式通风是最简单的通风方式，它以自然通风为主，不满足需要时，用机械通风加以补充，是最经济合理的。但是，通风所需动力与隧道长度的立方成正比，所以用机械通风时，隧道越长就越不经济。•如果在隧道中间设置竖井就可以克服这个缺点。因而，常常用竖井对长隧道进行分段。•●双向交通，适用于3000m以下的隧道；•●单向交通，适用于1500m以下的隧道；3、半横向通风(送风式半横向)送风式半横向通风是半横向通风的标准型式，新鲜空气经送风管直接吹向汽车的排气孔高度附近，对排气直接稀释，这对后续车很有利。污染空气是在隧道上部扩散，经过两端洞门排出洞外。4、全横向通风上述这几种通风方式，都存在着纵向风速较大和火灾时对下风侧不利，以及火灾发生点下风方向的隧道区间过长的问题。因此，在长大隧道、重要隧道、水底隧道中，为了使隧道内不产生过大的纵向风速，仍可采用全横向式通风。•这种通风方式同时设置送风管道和排风管道，隧道内基本上不产生沿纵向流动的风，只有横方向的风流动。•横向式通风造价高，设计时一般需要进行调整通风道断面积，反复试算才能得到经济的设计。送风系统：送风塔吸入新鲜空气，经过通风机升压，然后通过连接风道将空气送入隧道的送风管道，再经过通风孔将空气送入车道空间，污染后的空气由洞口或排风孔排出洞外。排风系统：污染空气经排风孔、排风管道、连接风道由通风机加负压经排风塔排入大气。5、混合式通风混合式通风没有固定的格局，它是根据某些特殊的需要，由上述几种基本通风型式组合而成的。其组合方式有许多种，但应符合一般性的设计原则，既经济，又实用。（二）、通风方式选择1、如何选择通风方式●确定所需风量●考虑自然通风是否满足●选择通风方式2、影响通风方式选择的因素1）隧道长度：是影响隧道通风方式选择的最主要的因素。隧道越长，对隧道通风的安全性和可靠性要求越高。通风设计时必须考虑火灾对策，对于长度大于1500米且交通量较大的隧道应考虑排烟措施。隧道类型通风方式隧道长度m单向行车隧道纵向通风方式射流风机式集中送排风式500~20002000~4000半横向通风方式1500~3000横向通风方式2000~4000双向行车隧道纵向通风方式射流风机式集中送排风式500~1000500~2000半横向通风方式1000~3000横向通风方式2000~4000各通风方式的适用长度•2）隧道类型•水底隧道•城市隧道•山岭隧道3）隧道交通条件指隧道内为单向行车还是双向行车以及隧道的交通量◎一般单向行车的隧道采用纵向和半横向通风较好，能够较充分地利用自然风和活塞风；◎交通量大的隧道一方面有害气体排放量大，另一方面安全要求高，所以一般应选用横向通风或半横向通风方式。4）隧道所处地层的地质条件隧道所处地层的地质条件好，隧道施工比较容易，费用低，这时选用横向通风方式；如果围岩条件差，则可能由于隧道施工困难，以及施工费用高而影响到横向通风的使用。5）隧道所处地区的地形和气象条件3、通风方式选择的原则合理通风方式是安全可靠性高，建设安装方便，投资小，隧道内环境好，对灾害的适应能力强，运营管理方便，运营费用低的通风方式。4、通风机的选择包括通风机的类型、型号、通风机的联合运转方式以及通风机的机号、转速和叶片安装角等。合理的通风机是在满足通风要求(足够的风量)时，工作效率比较高的通风机。通风机选择的依据是隧道的通风阻力和要求的通风量以及其它的一些隧道条件。•隧道通风应符合以下要求：•1、隧道内风速不宜过大；•2、风机产生的噪音及隧道中废气的集中排放应符合环保要求；•3、通风方式应具有较高的稳定性，并能适应火灾情况下的要求；•4、隧道内营运通风的主流方向不应频繁变化。